A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
وقدم بروتوكول مفصل لأساليب تحليل التعبير التفاضلي لتسلسل الحمض النووي الريبي: ليما، إيدج آر، DESeq2.
تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA-seq) هي واحدة من التقنيات الأكثر استخداما على نطاق واسع في transcriptomics لأنها يمكن أن تكشف عن العلاقة بين التغيير الوراثي والعمليات البيولوجية المعقدة ولها قيمة كبيرة في التشخيص، والتكهنات، والعلاجات من الأورام. التحليل التفاضلي للبيانات RNA-seq أمر بالغ الأهمية لتحديد النسخ الشاذة ، و limma و EdgeR و DESeq2 هي أدوات فعالة للتحليل التفاضلي. ومع ذلك، يتطلب التحليل التفاضلي RNA-seq مهارات معينة مع لغة R والقدرة على اختيار طريقة مناسبة، وهو ما يفتقر إليه منهج التعليم الطبي.
هنا، ونحن نقدم بروتوكول مفصل لتحديد الجينات المعرب عنها بشكل تفاضلي (DEGs) بين سرطان cholangiocarcinoma (CHOL) والأنسجة العادية من خلال ليما، DESeq2 وEdgR، على التوالي، وتظهر النتائج في قطع بركان والرسوم البيانية فين. البروتوكولات الثلاثة ليما، DESeq2 و EdgeR متشابهة ولكن لها خطوات مختلفة بين عمليات التحليل. على سبيل المثال، يتم استخدام نموذج خطي للإحصائيات في limma، بينما يتم استخدام التوزيع الثنائي السالب في edgeR و DESeq2. بالإضافة إلى ذلك، فإن بيانات العد RNA-seq العادية ضرورية ل EdgeR و limma ولكنها ليست ضرورية ل DESeq2.
هنا، نقدم بروتوكول مفصل لثلاث طرق تحليل تفاضلي: ليما، إيدجر و DESeq2. نتائج الطرق الثلاث متداخلة جزئيا. جميع الأساليب الثلاثة لها مزاياها الخاصة، واختيار الأسلوب يعتمد فقط على البيانات.
تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA-seq) هي واحدة من التقنيات الأكثر استخداما على نطاق واسع في transcriptomics مع العديد من المزايا (على سبيل المثال، إعادة إنتاج البيانات العالية)، وزادت بشكل كبير فهمنا لوظائف وديناميات العمليات البيولوجية المعقدة1،2. تحديد النصوص الشاذة في سياق بيولوجي مختلف ، والتي تعرف أيضا باسم الجينات المعرب عنها بشكل تفاضلي (DEGs) ، هو خطوة رئيسية في تحليل الحمض النووي الريبي- seq. RNA-seq يجعل من الممكن الحصول على فهم عميق للآليات الجزيئية ذات الصلة pathogenesis والوظائف البيولوجية. لذلك، يعتبر التحليل التفريقي قيمة للتشخيص، التكهن والعلاجات من الأورام3،4،5. حاليا، تم تطوير المزيد من حزم R/Bioconductor مفتوحة المصدر لتحليل التعبير التفاضلي RNA-seq، وخاصة ليما، DESeq2 و EdgeR1،6،7. ومع ذلك، يتطلب التحليل التفاضلي مهارات معينة مع لغة R والقدرة على اختيار الطريقة المناسبة، والتي تفتقر إليها المناهج الدراسية للتعليم الطبي.
في هذا البروتوكول، استنادا إلى cholangiocarcinoma (CHOL) RNA-seq عدد البيانات المستخرجة من أطلس الجينوم السرطان (TCGA)، ثلاثة من الطرق الأكثر شهرة (ليما8،EdgeR9 و DESeq210)نفذت، على التوالي، من قبل برنامج R11 لتحديد DEGs بين CHOL والأنسجة العادية. البروتوكولات الثلاثة لليما، إيدجر و DESeq2 متشابهة ولكن لها خطوات مختلفة بين عمليات التحليل. على سبيل المثال، تعد بيانات العد RNA-seq العادية ضرورية ل EdgeR و limma8,9, بينما يستخدم DESeq2 تباينات المكتبة الخاصة به لتصحيح البيانات بدلا من تطبيع10. وعلاوة على ذلك، edgeR مناسبة خصيصا للبيانات RNA-seq، في حين يتم استخدام ليما لmicroarrays ورنا-seq. يتم اعتماد نموذج خطي من قبل limma لتقييم DEGs12، في حين تستند الإحصاءات في edgeR على التوزيعات الثنائية السلبية ، بما في ذلك تقدير Bayes التجريبي ، والاختبارات الدقيقة ، والنماذج الخطية المعممة واختبارات شبه الاحتمال9.
باختصار، نحن نقدم بروتوكولات مفصلة لتحليل التعبير التفاضلي RNA-seq باستخدام limma و DESeq2 و EdgeR على التوالي. بالإشارة إلى هذه المقالة، يمكن للمستخدمين بسهولة إجراء تحليل التفاضلية RNA-seq واختيار أساليب التحليل التفاضلي المناسبة لبياناتهم.
ملاحظة: فتح برنامج R Studio وتحميل R ملف "DEGs.R" ، يمكن الحصول على الملف من الملفات الإضافية /البرامج النصية.
1. تحميل ومعالجة البيانات مسبقا
2. تحليل التعبير التفاضلي من خلال "limma"
3. تحليل التعبير التفاضلي من خلال "edgeR"
4. تحليل التعبير التفاضلي من خلال "DESeq2"
5. الرسم التخطيطي Venn
هناك مقاربات مختلفة لتصور نتيجة تحليل التعبير التفاضلي ، من بينها مؤامرة البركان والرسم التخطيطي Venn تستخدم بشكل خاص. حددت ليما 3323 DEGs بين CHOL والأنسجة الطبيعية مع |logFC|≥2 وdj. P.Val <0.05 كعتبات، من بينها 1880 كانت أسفل تنظيم في أنسجة CHOL و 1443 كانت منظمة صعودا(الشكل 1a). وفي الوقت نفسه، ح?...
يمكن التعرف بسهولة على النصوص الشاذة وفيرة في السرطانات من خلال تحليل التفاضلية RNA-seq5. ومع ذلك، غالبا ما يتم تقييد تطبيق تحليل التعبير التفاضلي RNA-seq لأنه يتطلب مهارات معينة مع لغة R والقدرة على اختيار الأساليب المناسبة. لمعالجة هذه المشكلة، ونحن نقدم مقدمة مفصلة لطرق الثلاثة ا...
لم يتم نشر المخطوطة من قبل ولا يتم النظر في نشرها في مكان آخر. ساهم جميع المؤلفين في إنشاء هذه المخطوطة للمحتوى الفكري الهام وقرأوا المخطوطة النهائية ووافقوا عليها. ونعلن أنه لا يوجد تضارب في المصالح.
وقد تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (المنحة رقم 81860276) ومشاريع الصندوق الخاص الرئيسية للبرنامج الوطني للبحث والتطوير (المنحة رقم 2018YFC1003200).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
R | version 3.6.2 | free software | |
Rstudio | free software |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved